2022年机电一体化在汽车中应用大学课程设计 .docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用沈阳工业高校 连续训练高校 毕业设计论文 专业：班级：同学姓名：指导老师：论文 <设计）题目：机电一体化技术在汽车中的应用于进展 摘要 1 关键词 .1 正文：第一章前言 其次章汽车用传感器在汽车中的应用 2.1 发动机掌握用传感器在汽车中的应用 2.2 非发动机用传感器在汽车中的应用 2.2.1 车速传感器在汽车中的应用 <1）磁电式车速传感器在汽车中的应用 <2）霍尔式车速传感器在汽车中的应用 2.2.2 车内、车外空气温度传感器识别与检测在汽车中的应用 第三章电子掌握防爆死系统在汽车中的应用 3.1 轮速传感器在汽车中的应用 3.2 压力调剂器在汽车中的应用 3.3 电子掌握装置在汽车中的应用 1 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用第四章机电一体化技术在汽车中的进展趋势4.1 机电一体化概述4.1.1 机电一体化设计的关键技术 4.1.2 精密机械技术 4.1.3 信息处理技术 4.1.4 检测与传感器技术 4.1.5 自动掌握技术 4.1.6 伺服驱动技术 4.1.7 系统总体技术4.2 汽车机电一体化技术的进展状况4.3 机电一体化的应用4.3.1 发动机微机掌握系统4.3.2 汽车激光雷达自动防撞微机掌握系统4.3.3 电子掌握 4.3.4 ABS 系统5.1 进展反方向5.1.1 柔性化方向 5.1.2 智能化方向 5.1.3 仿生物系统化方向 5.1.4 微型化方向 第五章结论摘要：关键词：正文：第一章 前言2 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用其次章 汽车用传感器在汽车中的应用2.1 发动机掌握用传感器在汽车中的应用传感器技术是汽车的机电一体化最重要的一环；现代汽车发动机已实现用微机系统掌握,各种传感器的并用使汽车更简单被掌握；b5E2RGbCAP 表2-l 汽车用传感器及其检测对象项 目检测量及检测对象：温度、冷却水、排出气体 催化剂 >、吸入空气、发动机油、室外 内>空气等压 力 吸气压 计示压力、肯定压力 >、大气压、燃烧压、发动机油压、制动压、种种泵压、轮胎压转数与速 曲轴转角、曲轴转数、车轮速度、发动机速度、车速度加速度 负加速度流 量 吸入空气量、燃料流量、排气再循环装置、二次空气量液 量 燃料、冷却水、电池液、洗窗器液、发动机油、制动油位移方位 节流阀开口度、排气再循环阀升降度、车高 悬置、位移 >、行驶距离、行驶方位排出气体 2、CO、NO x、碳氢化合物、集油烟其 他 转矩、爆震、料酒精成分、湿度、玻璃结霜、鉴别饮酒和睡眠状态、电池、电压、电池储能多寡、灯泡断线、荷重、冲击物、轮胎失效率发动机掌握用传感器的精度多以表示；这个数值必需在各种不同条件下满意燃料经济性指标和排气污染指标规定的掌握,活塞式发动机基本上就是掌握曲轴的转角位置；利用传感器可测出曲轴转角位置,运算点火提前角,并用微机运算动身动机转速,其信号以时序脉冲形式输出；燃料供应信号可以用两种方法获得；一种是直接测量空气的质量流量；另一种是检测曲轴位置,再由歧气管肯定压力 MAP>和温度运算出每个汽缸的空气量；燃料掌握环路多采纳3 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用其次种方法或采纳测量空气质量流量的方法；因此MAP传感器和空气质量流量传感器都是重要的汽车传感器；MAP传感器有膜盘线性差动变换传感器、电容盒MAP传感器和硅膜压力传感器、空气流量传感器等；离子迁移式、热丝式、叶片式传感器是真正的空气质量流量计；涡流式、祸轮式是测量空气流速的,需把它换算成质量流量；为算出恰当的点火时刻,需要检测曲轴转角指示脉冲、发动机转速和发动机负荷三个参量；其中,发动机负荷可用歧气管负压换算；在美国的发动机掌握系统中,虽然前两个参量均用曲轴转角位置传感器测量,但掌握环路的组成方法不同；有的系统直接测量歧气管负压,有的系统用类似 MAP传感器的传感器测量环境空气压力AAP>,用减法算出歧气管负压；后者可用准确的环境空气压力完成海拔高度修宽的空燃比范畴内的工作,因而并不要求计算化学当量；由于汽车要便于对燃料供应和废气再循环EGR>环路进行微调,所以在点火环路中,歧气管负排气标准的确定,需从根本上改进发动机的工作状 况；为此,很多汽车采纳了一种三元催化系统三元催化剂；只有废气比例较小时,才能有效地净化HC、CO和NO x；所以,发动机必需正确运算化学当量的7范畴内的工作；带催化剂的发动机可看作气体发生器；按要求需在燃料供应 环路中加装氧环路,这一环路的关键传感器是氧传感器；它可以检测废气中是 否存在过剩的氧气；氧化锆氧传感器和二氧化钛氧传感器可以完成此项工作；为了确定发动机的初始条件或随时进行状态修正,仍需使用一些其他传感器,如空气温度和冷却水温度传感器等；最新式的汽车中,不少仍安装了爆震传感 器,是由于涡轮增压发动机在中间或高负荷状态下振动较大；过去的火花点火 发动机是在很从而带来很多问题,安装爆震传感器后,当振动超过某一限度 时,就自动推迟点火时间,直至振动减弱到要求范畴为止；即发动机在无猛烈 振动时提前点火,从而找出正确超前量；p1EanqFDPw 2.2 非发动机用汽车传感器在汽车中的应用为了提高汽车的安全、牢靠、操纵便利及舒服性,仍采纳了非发动机用传 感器,如表 2-2 所示；工业自动化领域的各类传感器直接或稍加改进,即可作为 汽车非发动机用传感器使用；DXDiTa9E3d 表2-2 非发动机用汽车传感器 工程 传 感 器4 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用防打滑的制动器对地速度传感器,车辆转速传感器液压转向装量 车速传感器,油压传感器速度自动掌握系统车速传感器,加速踏板位置传感器轮胎 压力传感器自动空调 车内温度传感器,吸气温度传感器亮度自动掌握 光传感器电子式驾驶 车速传感器,气留恋度传感器自动门锁系统 磁传感器2.2.1 车速传感器在汽车中的应用车速传感器检测电控汽车的车速,掌握电脑用这个输入信号来掌握发动机怠速,自动变速器的变扭器锁止,自动变速器换档及发动机冷却风扇的开闭和巡航定速等其它功能；车速传感器的输出信号可以是磁电式沟通信号,也可以是霍尔式数字信号或者是光电式数字信号,车速传感器通常安装在驱动桥壳或变速器壳内,车速传感器信号线通常装在屏蔽的外套内,这是为了排除有高压电火线及车载电话或其他电子设备产生的电磁及射频干扰,用于保证电子通讯不产生中断,防止造成驾驶性能变差或其他问题,在汽车上磁电式及光电式传感器是应用最多的两种车速传感器,在欧洲、北美和亚洲的各种汽车上比较广泛采纳磁电式传感器来进行车速VSS>、曲轴转角 CKP> 和凸轮轴转角 CMP> 的掌握,同时仍可以用它来感受其它转动部位的速度和位置信号等,例如压缩机离合器等；RTCrpUDGiT <1）磁电式车速成传感器在汽车中的应用磁电式车速传感器是一个模拟沟通信号发生器,它们产生交变电流信号,通常由带两个接线柱的磁芯及线圈组成；这两个线圈接线柱是传感器输出的端子,当由铁质制成的环状翼轮 有时称为磁组轮 >转动经过传感器时,线圈里将产生沟通电压信号；5PCzVD7HxA 磁组轮上的逐个齿轮将产生一一对应的系列脉冲,其外形是一样的；输出信号的振幅 峰对峰电压 >与磁组轮的转速成正比5 / 18 车速 >,信号的频率大小表名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用现于磁组轮的转速大小；传感器磁芯与磁组轮间的气隙大小对传感器的输入信 号的幅度影响极大,假如在磁组轮上去掉一个或多个齿就可以产生同步脉冲来 确定上止点的位置；这会引起输出信号频率的转变,而在齿削减时输出信号幅 度也会转变,发动机掌握电脑或点火模块正是靠这个同步脉冲信号来确定触发 电火时间或燃油喷射时刻的；jLBHrnAILg 测试步骤 可以将系统驱动轮顶起,来模拟行驶时的条件,也可以将汽车示波器的 测试线加长,在行驶中进行测试；波形结果 车轮转动后,波形信号在示波器显示中心处的零伏平线上开头上下跳 动,并随着车速的提高跳动越来越高；波形显示与例子特别相像,这个波形是 在大约 30 英里 / 小时的速度下记录的,它又不像沟通信号波形,车速传感器产 xHAQX74J0X 生的波形与曲轴和凸轮轴传感器的波形的外形特点是特别相像的；通常,波形在零伏线上下的跳变是特别对称的,车速传感器的信号的振 幅随车速增加；速度越快波形幅值就越高,而且车速增加,波形频率也将增 加,示波器将显示有较多的波形震荡；LDAYtRyKfE 确定振幅、频率和外形等关键的尺度是正确的、可重复的、有规章的、可猜测的；这是指波峰的幅值正常,两脉冲间的时间不变,外形是不变的且可 猜测的,尖峰高低不平是因传感器的磁芯与磁组轮相碰所引起的,这可能是有 传感器的轴衬或传动部件不圆造成的,尖峰丢失是损坏缺点的磁组轮造成的；Zzz6ZB2Ltk 不同型式的传感器,其波形的峰值电压和外形有稍微的差异,另外由于 传感器内部是一个线圈,所以故障是与温度有关的,在大多数情形下波形会变得短很多,变形也很大,同时仍可能设定故障码DTC>,故障在示波器上显示的摇动线束,这可以更进一步确定磁电式传感器是造成故障的根本缘由,车速传 感器信号输出最常见的故障是根本不产生信号,但假如驾驶汽车时波形是齐直 的直线,那么应当先检查示波器和传感器的连线,确定电路有没有对地搭铁,确认零部件能否转动 塑料齿轮有没有咬死等 >确认传感器气隙是否正常,然后 再肯定传感器；dvzfvkwMI1 <2）霍尔式车速传感器在汽车中的应用6 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用霍尔效应传感器4 开关>在汽车应用中是特别特别的,这主要是由于变速器四周空间位置冲突,霍尔效应传感器是固体传感器,它们主要应用在曲轴 转角和凸轮轴位置上,用于开关点火和燃油喷射电路触发,它仍应用在其它需 要掌握转动部件的位置和速度掌握电脑电路中；rqyn14ZNXI 霍尔效应传感器或开关,由一个几乎完全闭合的包含永久磁铁和磁极部 分的磁路组成,一个软磁铁叶片转子穿过磁铁和磁极间的气隙,在叶片转子上 的窗口答应磁场不受影响的穿过并到达霍尔效应传感器,而没有窗口的部分就 中断磁场,因此,叶片转子窗口的作用是开关磁场,使霍尔效应象开关一样地 打开或关闭,这就是一些汽车厂商将霍尔效应传感器和其它类似电子设备称为 霍尔开关的缘由,该组件实际上是一个开关设备,而它的关键功能部件是霍尔 效应传感器； EmxvxOtOco 测试步骤 将驱动轮顶起模拟行使状态,也可以将汽车示波测试线加进步行行驶的 测试；波形结果 当车轮开头转动时,霍尔效应传感器开头产生一连串的信号,脉冲的个数将随着车速增加而增加,与图例相像,这是大约30 英里/ 小时记录的,车速传感器的脉冲信号频率将随车速的增加而增加,但位置的占空比在任何速度下 保持恒定不变；车速传感器越高,在示波器上的波形脉冲也就越多；SixE2yXPq5 确认从一个脉冲到另一个脉冲的幅度,频率和外形是一样的,这就是说 幅度够大通常等于传感器的供电电压,两脉冲间隔一样,外形一样,且与预期 的相同；6ewMyirQFL 确定波形的频率与车速同步,并且占空比决无变化,仍要观看如下内 容：观看波形的一样性,检查波形顶部和底部尖角；kavU42VRUs 观看幅度的一样性：波形高度应相等,由于给传感器的供电电压是不变 的；有些实例说明波形底部或顶部有缺口或不规章；y6v3ALoS89 这里关键是波形的稳固性不变,如波形对地电位过高,就说明电阻过大 或传感器接地不良；7 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用观看由行驶性能问题的产生和故障码显现而诱发的波形反常,这样可以确定与顾客反映的故障或行驶性能故障产生的根本缘由直接有关信号问题；M2ub6vSTnP 虽然霍尔效应传感器一般设计能在高至150温度下运行,但它们的工作仍旧会受到温度的影响,很多霍尔效应传感器在肯定的温度下 冷或热 >会失效；0YujCfmUCw 假如示波器显示波形不正常,检查被干扰的线或连接不良的线束,检查示波器和连线,并确定有关部件转动正常 如：输出轴、传感器转轴等>；eUts8ZQVRd 当示波器显示故障时,摇动线束,这可以供应进一步判定,以确认霍尔效 应传感器是否是故障的根源；2.2.2 车内、外空气温度传感器识别与检测在汽车中的应用 识别车内、外空气温度传感器4 用于测量车内、车外的空气温度,为汽车空调掌握系统工作温度的掌握供应信息；车内、外空气温度传感器用负温度系数热 敏电阻制成；当车外空气温度发生变化时,传感器的电阻值发生变化,温度升 高时,电阻值减小；温度降低时,电阻值增大；sQsAEJkW5T 车外空气温度传感器与车内空气温度传感器在空调系统中与电位计串联,当车外空气温度变化时,车外空气温度传感器的电阻值也随之发生变化,这 时,空调掌握系统起动空调压缩机运转,保持车内温度恒定在设定范畴；车外 空气温度传感器一般安装在汽车前部；GMsIasNXkA 检测空调器掌握器总成内、外空气温度信息掌握空调器的工作,室内温度不能 保持恒定时空调系统发生故障,这时应检查车内、外空气温度传感器,判定工 作状况；雷克萨斯 LS400 轿车车内、外空气温度传感器的检查内容如下；TIrRGchYzg 8 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用<1）车内空气温度传感器的检查：拆下外表板下连接板,拔下传感器连接器接头,用万用表测量传感器连接器接头端子1 和 2 之间的电阻； 7EqZcWLZNX <2）车外空气温度传感器的检查：拆下汽车散热器护栅,拔下传感器连接器接头,用万用表测量传感器连接器接头端子1 和 2 之间的电阻；lzq7IGf02E 第三章电子掌握防抱死制动系统在汽车中的应用电子掌握防抱死制动系统8 ABS> 是提高汽车行驶安全性的一个重要装置；它的主要功用是防止汽车制动时车轮打滑和车轮抱死；该系统主要由轮速 传感器、压力调剂器 9 和电子掌握装置 3部分组成； zvpgeqJ1hk 3.1 轮速传感器在汽车中的应用由于磁电式传感器工作稳固牢靠,几乎不受温度、灰尘等环境因素的影响,所以,目前在汽车中使用的轮速传感器10 广泛采纳变磁阻式电磁传感器；变磁阻式轮速传感器由定子和转子组成；定子包括感应线圈和磁头 为永久磁铁构成的磁级 >两部分；转子可以是齿圈或齿轮两种形式；齿轮形式的转子如图4-1 所示；磁头固定在磁极支架上,支架固定在长轴上,齿圈通过轮毂、制动毂连为一体,长轴穿过车轮与内部的轴承协作,如图4-2 所示； NrpoJac3v1 4-1 轮速传感器及安装示意图 转子的转速与车轮的角速度成正比；转鼓带动车轮转动,传感器转子的齿 顶、齿间的间隙交替地与磁极接近、离开,使定子感应线圈中的磁场周期性的9 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用变化,在线圈中感应出沟通正弦波信号；掌握试验台使车轮运转在各种工况,对传感器输出信号进行测量；试验结果说明白变磁阻式轮速传感器产生的信号具有如下特点：1nowfTG4KI 1>传感器产生的信号为接近零均值的正弦波信号；2>正弦波信号的幅值受气隙间隔 磁头与齿圈间的气隙,一般在1.0mm 左右为最抱负 >和车轮转速的影响；气隙间隔越小,车轮速度越高,正弦波信号的 幅值越大； fjnFLDa5Zo 3>正弦波信号的频率受齿圈的齿数和车轮转速的影响,为每秒钟经过磁头 线圈的齿数,即等于齿圈齿数乘以每秒钟的轮速；变磁阻式轮速传感器所产生 的信号如图 4-2 所示；tfnNhnE6e5 试验模拟的是 BJ212 车型的前轮,用转鼓转速模拟车速；当掌握转鼓转速 为 3km/h 时, 88 齿的传感器产生正弦波信号的幅值约为 1V,其频率为 31Hz；当掌握转鼓转速为 100km/h 时,传感器产生的正弦波信号的幅值约为 7V,其频 率为 1037Hz；由于齿轮加工产生的毛刺和其它环境因素的影响,实际信号为在 上述信号中叠加了肯定频率成分干扰信号,见图 4-2 ；HbmVN777sL 4-2 不同车速时轮速传感器的输出信号将轮速传感器输出的每个正弦波信号调理整形产生一个方波信号,后续电路对方波信号的处理可有以下几种方法：1>直接送单片机的 T0 记数,用 T1 作10 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 定时器；在每个个人资料整理仅限学习使用2>将方波T1 定时时间内读出 T0 的记数值,经运算得到轮速；信号先进行 F/V 转换,再由单片机A/D 转换而得到轮速； 3>方波信号送单片机的外部中断 /INT0 引脚,将其设定为边沿触发方式,用 T1 作定时器对方波信号进行周期测量,经运算得到轮速；第一种方法在低速时所测得的轮速误差较大；假定轮速不变,每个 T1 定时时间读一次 T0 的记数值,在 T1i 和 T1i+1 时间内读得数值由于读数时磁头与齿顶的位置关系有时会相差 1,轮速较低时,T1 定时时间内 T0 的记数值较小,因而相对误差较大,导致轮速识别的门槛值过高；其次种方法可提高低速时的测量精确度,但增加了硬件 F/V 和 A/D 转换芯片的开支；第三种方法可以在不增加硬件开支的前提下,有效地提高低速时的测量精确度；总之,轮速传感器充分发挥了磁感应式传感器的潜能,具有车速识别的门槛值低 3km/h>、测量精确度高、有用性和抗干扰性强、工作牢靠等优点,适合在汽车运动环境中使用,且易于与其它测控节点组成网络,实现传感器数据的网络化传输；V7l4jRB8Hs 3.2 压力调剂器在汽车中的应用压力调剂器的主要功用是转换电子掌握装置的指令；当它接到电子掌握装置的指令后,自动调剂车轮制动器中的压力；它主要由回油泵、储备器 每个制动回路一个 >和电磁阀等构成；83lcPA59W9 3.3 电子掌握装置在汽车中的应用电子掌握装置 11 的主要功用是接收传感器送来的电信号,先对信号进行测量比较、分析放大和判定处理,然后通过精确运算,得出制动滑转率和车轮角加速度,最终将指令信号送至压力调剂器执行制动压力调剂的任务；mZkklkzaaP 第四章机电一体化技术在汽车中的进展趋势4.1 机电一体化概述机电一体化概述机电一体化是在以机械、电子技术和运算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐步形成和进展起来的一门新兴边缘技术学科,而机电一体化产品是在机械产品的基础上,采纳微电子技术和运算机技术生产出来的新一代产品；初级的机电一体化产品是指采纳微电子技术代替和完善机械产品中的一部分,以提高产品的性能；而高级的机电一体化产品是利用机电一体化技术使机械产品实现自动化、数字化和智能化,并使产品性能实现质的飞跃；因此,机电一体化是在机械产品中的机构主功能、动力功能、信息处理功11 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用能和掌握功能上引进电子技术和运算机技术,并将机损装置和电子设备以及计 算机软件等有机结合起来构成的系统总称；机电一体化技术同时也是工程领域 不同种类技术的综合及集合,它是建立在机械技术、微电子技术、运算机和信 息处理技术、自动掌握技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术 基础之上的一种高新技术；近年来,随着微电子技术和运算机应用技术的快速 进展,机电一体化技术领域在不断地扩大和完善；目前机电一体化的讨论和开 发主要包括运算机数控系统、机器人、运算机帮助设计帮助制造系统、柔性制造系统和计算机集成制造系统等；机电一体化产品和系统的特点是产品和系统功能的实现是机构中全部部分 功能共同作用的结果,这与传统机电设备中机械与电子系统相对独立,可以分别工作具有本质的区分；AVktR43bpw 化设计的关键技术4.1.1机电一体机电一体化产品是由多种技术以及相关的组成部分构成的综合体,而机电 一体化技术是由多种技术相互交叉、相互渗透形成的一门综合性边缘技术,它 所涉及的技术领域特别广泛；概括起来,机电一体化设计的关键技术包括下述6 个方面；4.1.2 精密机械技术ORjBnOwcEd 机械技术是机电一体化技术的基础,由于机电一体化产品的主功能和构造功能大都以机械技术为主来得以实现；在机械传动和掌握与电子技术相互结合 的过程中,对机械技术提出了更高的要求,如传动的精密性和精确度的要求与 传统机械技术相比有了很大的提高；在机械系统技术中,新材料、新工艺、新 原理以及新结构等方面在不断地进展和完善,以满意机电一体化产品对缩小体 积 、 减 轻 重 量 、 提 高 刚 度 以 及 改 善 工 作 性 能 等 方 面 的 要 求 ；4.1.3 信息处理技术 2MiJTy0dTT 信息处理技术是指在机电一体化产品工作过程中,与工作过程中各种参数 和状态以及自动掌握有关的信息的交换、存取、运算、判定和决策分析等；在 机电一体化产品中,实现信息处理技术的主要工具是运算机；运算机技术包括 硬件和软件技术、网络与通信技术、数据处理技术和数据库技术等；在机电一 体化产品中,运算机信息处理装置是产品的核心,它掌握和指挥整个机电一体 化产品的运行,因此,运算机应用及其信息处理技术是机电一体化技术中最关 键的技术,它包括目前广泛讨论并得到实际应用的人工智能技术、专家系统技术以及神经网络技术等；4.1.4 检测与传感器技术gIiSpiue7A 在机电一体化产品中,工作过程的各种参数、工作状态以及与工作过程有 关的相应信息都要通过传感器进行接收,并通过相应的信号检测装置进行测 量,然后送入信息处理装置以及反馈给掌握装置,以实现产品工作过程的自动 掌握；机电一体化产品要求传感器能快速和精确地猎取信息并且不受外部工作 条件和环境的影响,同时检测装置能不失真地对信息信号进行放大和输送及转换uEh0U1Yfmh ；4.1.5 自动掌握技术机电一体化产品中的自动掌握技术包括高精度定位掌握、速度掌握、自适 应掌握、校正、补偿等；机电一体化产品中自动掌握功能的不断扩大,使产品 的精度和效率都在快速提高；通过自动掌握,机电一体化产品在工作过程中能 准时发觉故障,并自动实施切换,削减了停机时间,使设备的有效利用率提12 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用高；由于运算机的广泛应用,自动掌握技术越来越多地与运算机掌握技术结合 在一起,它已成为机电一体化技术中特别重要的关键技术；该技术的难点在于 现代掌握理论的工程化和有用化,掌握过程中边界条件的确定,优化掌握模型的建立以及抗干扰等；4.1.6 伺服驱动技术IAg9qLsgBX 伺服驱动技术主要是指机电一体化产品中的执行元件和驱动装置设计中的 技术问题,它涉及设备执行操作的技术,对所加工产品的质量具有直接的影 响；机电一体化产品中的执行元件有电动、气动和液压等类型,其中多采纳电 动式执行元件,驱动装置主要是各种电动机的驱动电源电路,目前多为电力电 子器件及集成化的功能电路构成；执行元件一方面通过接口电路与运算机相 联,接受掌握系统的指令,另一方面通过机械接口与机械传动和执行机构相 联,以实现规定的动作；因此,伺服驱动技术直接影响着机电一体化产品的功 能执行和操作,对产品的动态性能、稳固性能、操作精度和掌握质量等具有决定性WwghWvVhPE 的影响；4.1.7 系统总体技术系统总体技术是从整体目标动身,用系统的观点和方法,将机电一体化产 品的总体功能分解成如干功能单元,找出能够完成各个功能的可能技术方案,再把功能与技术方案组合成方案组进行分析、评判,综合优选出相宜的功能技 术方案；系统总体技术的主要目的是在机电一体化产品各组成部分的技术成 熟、组件的性能和牢靠性良好的基础上,通过和谐各组件的相互关系和所用技 术的一样性来保证产品实现经济、牢靠、高效率和操作便利等；系统总体技术 是最能表达机电一体化设计特点的技术,也是保证其产品工作性能和技术指标得以实现的关键技术；4.2 汽车机电一体化技术的进展状况asfpsfpi4k 社会的需求、技术的进步以及法规的推动,使汽车采纳了机电一体化技 术,并快速进展；在法规方面,如最早的安全法规,以及随后的噪声、尾气排 放和燃油的经济性等法规的推出,强制地推动了电子技术在汽车上的广泛应 用,使很多机械掌握系统被电子掌握系统所代替,并形成了汽车机电一体化发 展的 3 个阶段；ooeyYZTjj1 第 1 阶段： 20 世纪 60 岁月中期到 20 世纪 70 岁月末期；从 20 世纪 60 岁月中期到 20 世纪 70 岁月末期,主要是应用电子装置改善部分机械性能,如电子掌握燃油喷射和硅整流发电机等；第 2 阶段： 20 世纪 70 岁月末期到 20 世纪 90 岁月中期；从 20 世纪 70 岁月末期到 20 世纪 90 岁月中期,在汽车的设计制造中,表达出机电一体化的思想和技术；大规模集成电路得到广泛应用,并解决了机械部件无法解决的复杂自动掌握问题,增加了牢靠性；第 3 阶段： 20 世纪 90 岁月中期到现在；从 20 世纪 90 岁月中期到现在,随着微电子技术的快速进展,及与汽车工13 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用业的紧密相连,汽车机电一体化技术已进展成熟,强调了整体的机电一体化协 调匹配设计思想,开头广泛应用运算机网络技术和信息技术,使汽车更加自动 化、智能化；随着微电子技术和传感器技术的应用,汽车的机电一体化使汽车焕然一 新；当今对汽车的掌握已由发动机扩大到全车,例照实现自动变速换挡、防滑制动、雷达防碰撞、自动调整车高、全自动空调、自动故障诊断及自动驾驶 等；汽车的机电一体化的中心内容是以微机为中心的自动掌握改善汽车的性 能、增加汽车的功能,实现汽车降低油耗、削减排气污染、提高汽车行驶的安 全性、牢靠性、操作便利和舒服性；汽车行驶掌握的重点是：1）汽车发动机的 正时点火、燃油喷射、空燃比和废气再循环的掌握,使燃烧充分、削减污染、节约能源； 2）汽车行驶中的自动变速和排气净化掌握,以使其行驶状态达到最 佳化； 3）汽车的防滑制动、防碰撞,以提高行驶的安全性；4）汽车的自动空 调、自动调整车高掌握,以提高其舒服件；4.3 机电一体化的应用 BkeGuInkxI 汽车的电子化第一从电源系统开头；原先的发动机都是直流发电机,后来被交 流发电机和硅二极管的组合所取代,使充电效率和牢靠性大幅度地提高；此 后,电压的调整也由固体电路的调整器代替了机械式电压调整器,进而在发动 机点火装置的配电器上也由原先的机械式的凸轮开关变为功率晶体管；4.3.1 发动机微机掌握系统 PgdO0sRlMo 发动机微机掌握系统为用于降低燃料费用的发动机微机掌握系统的原理简图；发动机掌握单元 <ECU：Engine Control Unit）的核心是通用微处理器或者是为汽车发动机特地设计的大规模集成电路 <LSI）；从各个传感器得到的模拟电压信号和从发动机输出轴得到的脉冲信号都输入到ECU；模拟信号通过模拟数字 <A-D：Analog to Digital）转换器转换为数字信号；以这些信息为基础,在 ECU 内对正确空气燃料比、点火时间、排气再循环率<EGR：Exhaust Gas Recirculating）等进行运算,将运算结果作为掌握燃料喷射阀和点火装置等的驱动信号输出,用以掌握空气质量和燃料质量之比<即空气燃料比）；当空气燃料比增大时,燃料淡薄,点火困难；反之,当空气燃料比减小 时,由于氧气不足,在排放的气体中没有充分燃烧的碳化氢 <HC）和一氧化碳14 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用<CO）含量增加；因此,将空气燃料比掌握在正确状态对于发动机的启动、预 热、加速、减速、制动、空转等各种运动状态及其正常负荷就特别重要；4.3.2 汽车激光雷达自动防撞微机掌握系统3cdXwckm15 汽车激光雷达自动防撞微机掌握系统激光单片机组合的汽车防按系统,能在正常行驶速度下或慢速倒车时检测和显示前、后方肯定距离内有无障碍 物,并在必要时报警,从而有效防止交通事故的发生；该系统主要由运算机控 制的测量车间距离的激光测距雷达、中心处理器、汽车前后环境状况监测雷达 及显示器、发光部、受光部、车速传感器和速度掌握器等组成；激光测距雷达安装在汽车前部格栅中心；光学天线发射的激光束遇到前面 的障碍物后,产生向后散射信号,同样被光学天线接收,并调制出距离和方位 信息；不断输出的距离和方位信息经中心处理器分析,可以判定前面物体运动 与否,运算出它相对本车的速度及车间距离,并判定它是否有可能与本车接 触,从而打算本车最安全的行驶速度；当可能有危急发生时,系统触动报警装 置,发出报警信号；4.3.3 电子掌握 h8c52WOngM 自动变速器自动变速器是为降低变速器的功率损耗,提高动力传递系统的 有效功率,增加变速挡数以适应汽车行驶条件的正确速比,实现汽车的省能、省力、安全、舒服之目的而显现的；发动机的工作状况由各种传感器进行检测,所获得的信息输入到电子掌握 装置进行处理,并依据换挡信息、程序开关及自动跳合开关的信息,由电子控 制装置挑选满意行驶条件的正确档次信息,并被变换为掌握电液执行元件的 液压变量来掌握换档；自动变起器的监潞电路可对系统电子掌握装置进行自检 及失效监测,即在行驶前对全部电路进行检测；如汽车起动后,报警灯处于熄 灭状态,说明其功能正常；反之,系统就存有故障,自动变速器进入非电控程 序状态,此时,虽然已失去电子掌握的优化功能,但是变速器仍能进行工作；4.3.4 ABS 系统v4bdyGious 为了使汽车在行驶过程中以适当的减速度降低车速直行停车,保证行驶的 安全性,汽车上均装有行车制动器；起初只在后轮上装有制动器,但随着汽车 质量和车速的提高,仅靠后轮制动不足以提高充分的制动力,这样才进展到在15 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用前轮上安装制动器；人们通过对制动时轴荷的动态转移、前轮增重和后轮减重的熟悉,且后轮先抱死更易造成汽车的方向失控,而着手研制能限制汽车后轮制动装置汽车制动防抱死装置<Antilock Braking System,ABS）；其基本功能是可感知制动轮每一瞬时的运动状态,并依据其运动状态相应地调剂制动器动力矩的大小,防止显现轮上的抱死现象；ABS 系统是电子